# 生物多样性保护

> IB 生物 SL · IB 生物 SL（2025 大纲）
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u3-conservation-of-biodiversity/

本子主题探讨全球生物多样性的价值、人类活动对物种和生态系统造成的主要威胁，以及用于防止灭绝和恢复退化自然栖息地的循证保护策略。

**先修:** [群落生态学与物种相互作用](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u2-community-ecology/); [种群动态与环境容纳量](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u2-population-dynamics/)

## 学习目标

- 区分遗传、物种和生态系统层面的生物多样性
- 解释人类活动对生物多样性造成的主要威胁
- 比较和评价就地保护和迁地保护策略
- 将岛屿生物地理学和指示物种概念应用于生物多样性保护

## 生物多样性的层次

**生物多样性** — 地球上生命的多样性，可在三个相互关联的嵌套层面衡量：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

*例:* 热带雨林在三个层面的生物多样性都高于单一作物农田。

生物多样性不仅仅是不同物种的数量。种群内的遗传多样性支持对环境变化的恢复力，而生态系统多样性则维持着支撑人类生存的整体全球生态系统功能。

**例题:** 一个包含12只濒危鸟类的小岛种群没有观察到遗传变异。同种的大陆大种群具有很高的遗传变异。解释哪个种群的长期灭绝风险更高。

1. 步骤1：记住遗传多样性是种群内可遗传性状的变异。这种变异使种群能够适应疾病或气候变化等新威胁。
2. 步骤2：如果新疾病传入小岛种群，所有个体基因型相同，因此没有个体携带抗性等位基因。所有个体都会患病死亡，导致整个种群灭绝。
3. 步骤3：在大陆种群中，遗传变异意味着部分个体很可能携带抗性等位基因。这些个体能在疾病中存活并繁殖，因此种群得以延续。
4. 结论：没有遗传多样性的小岛种群灭绝风险要高得多。

> **考试提示:** 考试答题时，请务必指明你所讨论的生物多样性层次。在三个层次正确分类才能获得分数。

## 生物多样性面临的威胁

目前物种灭绝速率是自然本底灭绝速率的100-1000倍，这几乎完全由人类活动驱动。主要威胁可以用一个常见的记忆法记住。

> **HIPPO 主要威胁记忆法**
>
> **H**abitat loss and fragmentation（栖息地丧失与破碎化）, **I**nvasive alien species（外来入侵物种）, **P**ollution（污染）, **P**opulation (human) growth（人口增长）, **O**verexploitation（过度开发）

**例题:** 新住宅开发项目清除了70%特有蜥蜴物种栖息的原生林地，仅留下两个孤立的小碎片生境。解释为什么剩下的碎片生境无法长期维持该蜥蜴种群。

1. 步骤1：栖息地破碎化减少了蜥蜴的总种群规模，这会降低遗传多样性，增加近交衰退的风险。
2. 步骤2：孤立的小碎片生境无法维持长期生存所需的最小有效种群规模。单次野火或疾病爆发等随机事件就可能消灭整个局地种群。
3. 步骤3：该蜥蜴是特有种，意味着它仅分布在这片林地。如果局地种群灭绝，没有外部种群可以重新定殖碎片生境。
4. 结论：破碎化的栖息地几乎必然会导致该特有蜥蜴的局地灭绝。

**概念自测**

测试你对全球生物多样性主要威胁的理解：

1. 下列哪项是目前全球生物多样性面临的最大威胁？

   - 渔业和猎物的过度开发
   - 栖息地丧失与破碎化
   - 工业污染
   - 外来入侵物种

   *答案:* 栖息地丧失与破碎化

   *解析:* 正确。森林砍伐、农业开发和城市化导致的栖息地丧失是全球物种灭绝的首要原因。

## 指示物种与岛屿生物地理学

**指示物种** — 其存在、不存在或丰度可以反映特定环境条件或栖息地整体健康状况的物种。

*例:* 地衣丰度高意味着二氧化硫空气污染水平低。

岛屿生物地理学理论描述了生境斑块的大小，以及它与大源种群的距离如何影响物种丰富度。这些原则适用于所有破碎化生境，不仅仅是真正的岛屿。

**例题:** 调查了被高速公路隔开的两个本土蜜蜂生境斑块。斑块A面积100公顷，距离完整的大型保护区1公里。斑块B面积50公顷，距离同一保护区10公里。预测哪个斑块的本土蜜蜂物种丰富度更高，并解释原因。

1. 步骤1：将这些斑块视为人类改造景观中的「岛屿」，应用岛屿生物地理学模型。
2. 步骤2：更大的生境斑块比小斑块能支撑更大的种群规模，更低的灭绝速率，以及更广泛的生态位。100公顷的斑块A比50公顷的斑块B更大。
3. 步骤3：距离源种群（完整保护区）更近的斑块定殖率更高，意味着保护区的新物种更容易到达并在斑块中建立种群。斑块A比斑块B近得多。
4. 结论：斑块A的本土蜜蜂物种丰富度更高，因为它面积更大，且离源种群更近。

## 保护策略：就地保护 vs 迁地保护

保护策略主要分为两类：就地（原位）保护和迁地（异位）保护。两者都有价值，大多数有效的保护项目结合使用两种方法。

**就地保护** — 在自然栖息地中通过建立保护区、栖息地恢复和土地可持续管理来保护物种。

*例:* 保护完整原生草原生态系统的国家公园。

**例题:** 评价迁地保护对一种极度濒危大型哺乳动物的应用，该物种的自然栖息地几乎已被人类活动完全破坏。

1. 步骤1：确定该场景下迁地保护的优势：
2. - 当没有完整栖息地可供就地保护时，它可以防止物种立即灭绝。
3. - 它支持圈养繁殖项目，从仅存的少量个体扩大种群规模。
4. 步骤2：确定迁地保护的劣势：
5. - 长期圈养维持大型哺乳动物的成本非常高。
6. - 圈养个体通常会失去野外生存所需的天然行为，导致重引入困难。
7. - 它无法保护原发生态系统，也无法保护依赖该哺乳动物的其他相互作用物种。
8. 结论：对于该物种，迁地保护是必要的应急措施，但长期生存需要恢复栖息地，以实现重引入和永久的就地保护。

**方法对比**

两种主要保护方法的关键权衡：

- **就地保护** — 在自然栖息地保护物种
  - 优点: 保护整个生态系统和所有相互作用物种; 允许自然进化适应; 长期成本更低
  - 缺点: 无法抵御偷猎等即时威胁; 需要大面积完整栖息地

- **迁地保护** — 在自然栖息地外保护物种
  - 优点: 就地保护不可行时防止物种立即灭绝; 支持研究和圈养繁殖; 可为重引入项目提供支撑
  - 缺点: 长期成本极高; 无法保护原生生态系统; 圈养种群的遗传多样性有限

## 常见错误

- **错误做法:** 将物种多样性等同于生物多样性的完整定义
  - 原因: 许多考生在被问到生物多样性时仅描述物种多样性，但IB的定义包含三个层次。遗漏另外两个层次会被扣分。
  - 正确做法: 当被要求定义或描述生物多样性时，务必提及遗传、物种和生态系统多样性。
- **错误做法:** 声称迁地保护总是优于就地保护
  - 原因: 考生往往过度强调圈养繁殖，但就地保护是大多数保护目标首选的长期策略。
  - 正确做法: 将迁地保护定位为应急后备措施，就地保护是首选的长期方案。
- **错误做法:** 混淆指示物种和关键种
  - 原因: 这两个术语经常被混淆，但定义完全不同。考官经常考查这个区分点。
  - 正确做法: 记住：指示物种反映环境条件；关键种对生态系统结构具有不成比例的巨大影响。
- **错误做法:** 讨论栖息地破碎化时忽略遗传多样性
  - 原因: 考生往往只提到栖息地面积减少，但对小种群的关键影响是遗传多样性降低。
  - 正确做法: 务必将栖息地破碎化与更小的种群规模、更低的遗传多样性和更高的灭绝风险联系起来。

## 速查表

| 概念 | 核心总结 | 考试要点 |
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| 生物多样性层次 | 遗传：种群内的变异；物种：物种的变异；生态系统：栖息地的变异 | 答出三个层次才能得满分 |
| HIPPO 威胁 | 栖息地丧失、入侵物种、污染、人口增长、过度开发 | 栖息地丧失是首要威胁 |
| 岛屿生物地理学 | 更大 + 更近的斑块 = 更高的物种丰富度 | 适用于所有破碎化生境 |
| 指示物种 | 反映特定环境条件 | 用于评估栖息地健康 |
| 就地保护 | 在自然栖息地中保护 | 首选的长期策略 |
| 迁地保护 | 在自然栖息地外保护 | 仅作为应急措施 |

## 下一步

生物多样性保护是应用生态学的核心主题，连接了IB 生物 SL的所有主题，从人类活动对全球系统的影响到遗传多样性在进化中的作用。本子主题建立在你之前对群落相互作用和种群动态的知识基础上，为评价不同可持续发展策略的有效性提供框架，这是考试中常见的扩展回答题。理解不同保护方法之间的权衡也有助于你构建平衡的评价答案，这是获得高分的关键。接下来，你可以探索气候变化如何放大生物多样性面临的现有威胁，以及人类活动如何驱动全球生物多样性丧失。

- [种群动态](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u3-population-dynamics/)
- [氮循环与养分循环](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u3-nitrogen-and-nutrient-cycling/)
- [主题D：延续与变化](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u4-overview/)

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来自 [OwlsPrep](https://www.owlsprep.com) —— A-Level / IB / AP / IGCSE 免费学习指南，依据官方考纲编写。原页面：https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-biology-sl-u3-conservation-of-biodiversity/